ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2024.2.276ivm-1399Research ArticleАКУШЕРСТВО, ГИНЕКОЛОГИЯOBSTETRICS, GYNECOLOGYВлияние кондиционированной среды мезенхимальных стромальных клеток баранов на качественные показатели сперматозоидовThe influence of the conditioned environment of sheep mesenchymal stromal cells on the qualitative parameters of sperm cellshttps://orcid.org/0000-0002-7011-4594КорочкинаЕ. А.KorochkinaE. A.

д-р ветеринар. наук, доц. кафедры генетических ирепродуктивных биотехнологий 

phD. In Veterinary science, Associate Professor, Department of Genetic and Reproductive Technologies 

e.kora@mail.ruТрифоноваА. В.TrifonovaA. V.

 канд. биол. наук., директор по науке 

phD in biological science, the director of science 

НечаевА. Ю.NechaevA. Y.

д-р ветеринар. наук, доц., зав. кафедрой общей, частной и оперативной хирургии 

phD, In Veterinary science, Associate Professor, Department of Genetic and Reproductive Technologies 

ПушкинаВ. С.PushkinaV. S.

 студ. 

 student 

ГлавацкаяД. Е.GlavatskayD. E.

 студ. 

 student 

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины»РоссияSt. Petersburg state academy of veterinary medicineRussian FederationООО «Научный центр цитогенетического тестирования»РоссияLLC "Scientific Center for Cytogenetic Testing"Russian Federation20242806202402276284Copyright © Корочкина Е.А., Трифонова А.В., Нечаев А.Ю., Пушкина В.С., Главацкая Д.Е., 20242024Корочкина Е.А., Трифонова А.В., Нечаев А.Ю., Пушкина В.С., Главацкая Д.Е.Korochkina E.A., Trifonova A.V., Nechaev A.Y., Pushkina V.S., Glavatskay D.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/1399

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния кондиционированной среды мезенхимальных стромальных клеток из жировой ткани и костного мозга баранов на качественные показатели сперматозоидов в процессе трехчасовой инкубации. Были проведены взятие и исследование спермы половозрелых баранов романовской породы и породы Дорпер в возрасте 1-2,5 лет. Всего было взято 10 образцов (n=10). Кондиционированную среду (КС) отбирали через 72 ч культивирования в матрасах с 90-100% монослоем клеток. Было сформировано три группы проб по 10 образцов в каждой (n=10): контрольная (сперматозоиды 7х1010кл/мл + фосфатно-солевой буфер 100 мкл, pH – 7,4), первая опытная (сперматозоиды 7х1010кл/мл + кондиционированная среда (КС) МСК КМ в соотношении 1:1, pH – 7,2), вторая опытная (сперматозоиды 7х1010кл/мл + кондиционированная среда (КС) МСК ЖТ в соотношении 1:1, pH – 7,2). Сравнение значений производилось на каждом этапе инкубации (0, 1, 2 и 3 часа) внутри каждой группы. Было установлено, что использование кондиционированной среды мезенхимальных стромальных клеток из жировой ткани и костного мозга баранов и сперматозоидов (концентрация7х1010кл/мл) в соотношении 1:1 является эффективным протоколом в аспекте улучшения качественных показателей половых клеток. В процессе трехчасовой инкубации спермы баранов с кондиционированной средой мезенхимальных стромальных клеток (КС) наблюдалось снижение количества прогрессивно двигающихся сперматозоидов. При этом статистически значимая разница была зафиксирована в первой опытной группе (КС МСК КМ) на 3-й час инкубации: 1,9 раза (p<0,01), а также во второй опытной группе (КС МСК ЖТ) на 2-й и 3-й час инкубации по сравнению с показателями 0 часов инкубации: 1,4 раза (p≤0,05) и 2,4 (p<0,01) соответственно. Статистически значимое уменьшение количества морфологически нормальных сперматозоидов было зарегистрировано в процессе часовой инкубации с кондиционированной средой МСК из костного мозга баранов и составляло 43,90±2,22% (p=0,04).

The purpose of this research was to study the influence of the conditioned medium of mesenchymal stem cells from adipose tissue and bone marrow of sheep on the quality parameters of sperm during a threehour incubation. The sperm of sexually mature rams of the Romanov and Dorper breeds at the age of 1-2.5 years was taken and examined. A total of 10 samples were taken (n=10). Conditioned medium (CM) was collected after 72 h of cultivation in mattresses with 90-100% cell monolayer. Three groups of samples, 10 in each, were formed: control (spermatozoa 7x1010 cells/ml + PBS buffer 100 μl, pH – 7.4), first experimental (spermatozoa 7x1010 cells/ml + conditioned medium (CM) MSC BM 2x108 cells/ml, pH – 7.2), the second experimental one (spermatozoa 7x1010 cells/ml + conditioned medium (CM) MSCs in adipose tissue 2x108 cells/ml, pH – 7.2). Comparisons of values were made at each incubation stage (0, 1, 2 and 3 hours) within each group. It was found that the use of conditioned medium of mesenchymal stem cells from adipose tissue and bone marrow of sheep at a concentration of 2x108 cells/ml and spermatozoa at a concentration of 7x1010 cells/ml in terms of improving the quality indicators of germ cells. During a three-hour incubation of sheep sperm with conditioned medium of mesenchymal stem cells (MS), a decrease in the number of progressively moving sperm was observed. At the same time, a statistically significant difference was recorded in the first experimental group (CS MSC BM) on the 3rd hour of incubation: 1.9 times (p<0.01), as well as in the second experimental group (CS MSC VT) on the 2nd and 3rd hour of incubation compared with indicators of 0 hour of incubation: 1.4 times (p≤0.05) and 2.4 (p<0.01), respectively. A statistically significant decrease in the number of morphologically normal sperm was recorded during an hour-long incubation with conditioned medium of MSCs from sheep bone marrow and amounted to 43.90±2.22% (p=0.04).

спермабараны-производителикондиционированная средамезенхимальные стромальные клетки из жировой ткани и костного мозгаspermbreeding ramsconditioned mediummesenchymal stem cell from adipose tissue and bone marrowИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-26-00157, https://rscf.ru/project/23-26-00157/The research was carried out at the expense of a grant from the Russian Science Foundation No. 23-26-00157, https://rscf.ru/project/23-26-00157ReferencesБаженова Н. Б., Племяшов К. В., Корочкина Е. А. Оценка качественных показателей спермы животных. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины, 2023. 25 с.Bazhenova N. B., Plemyashov K. V., Korochkina E. A. Otsenka kachestvennykh pokazateley spermy zhivotnykh. Sankt-Peterburg: Sankt-Peterburgskiy gosudarstvennyy universitet veterinarnoy meditsiny, 2023. 25 s.Войтюк, М. М., Мачнева О. П. Современное состояние овцеводства в России // Эффективное животноводство. 2021. №4 (170). С.102-105. DOI: 10.24-412/cl-33489-2021-4-102-105.Voytyuk, M. M., Machneva O. P. Sovremennoe sostoyanie ovtsevodstva v Rossii // Effektivnoe zhivotnovodstvo. 2021. №4 (170). S.102-105. DOI: 10.24-412/cl-33489-2021-4-102-105.ГОСТ 32222–2013.Средства воспроизводства. Сперма. Методы отбора проб. – М.: Стандарт информ. 2018. 10 с.GOST 32222–2013.Sredstva vosproizvodstva. Sperma. Metody otbora prob. – M.: Standart inform. 2018. 10 s.Alvites R, Branquinho M, Sousa AC, Lopes B, Sousa P, Maurício AC. Mesenchymal Stem/Stromal Cells and Their Paracrine Activity-Immunomodulation Mechanisms and How to Influence the Therapeutic Potential. Pharmaceutics. 2022 Feb 9;14(2):381. doi: 10.3390/pharmaceutics14020381. PMID: 35214113; PMCID: PMC8875256.Alvites R, Branquinho M, Sousa AC, Lopes B, Sousa P, Maurício AC. Mesenchymal Stem/Stromal Cells and Their Paracrine Activity-Immunomodulation Mechanisms and How to Influence the Therapeutic Potential. Pharmaceutics. 2022 Feb 9;14(2):381. doi: 10.3390/pharmaceutics14020381. PMID: 35214113; PMCID: PMC8875256.Ivanisova D., Bohac M., Culenova M., Smolinska V., Danisovic L. MesenchymalStromal-Cell-Conditioned Media and Their Implication for Osteochondral Regeneration // International Journal of Molecular Science. 2023. 24(10). Article number 9054. DOI: 0.3390/ijms24109054.Ivanisova D., Bohac M., Culenova M., Smolinska V., Danisovic L. MesenchymalStromal-Cell-Conditioned Media and Their Implication for Osteochondral Regeneration // International Journal of Molecular Science. 2023. 24(10). Article number 9054. DOI: 0.3390/ijms24109054.Gunawardena T.N.A., Rahman M.T., Abdullah B.J.J., Abu Kasim N.H. Conditioned media derived from mesenchymal stem cell cultures: The next generation for regenerative medicine // Journal of tissue engineering and regenerative medicine. 2019. 13(4). Pp 569–586. DOI: 10.1002/term.2806.Gunawardena T.N.A., Rahman M.T., Abdullah B.J.J., Abu Kasim N.H. Conditioned media derived from mesenchymal stem cell cultures: The next generation for regenerative medicine // Journal of tissue engineering and regenerative medicine. 2019. 13(4). Pp 569–586. DOI: 10.1002/term.2806.Liu P., XieXr., Wu H. et al. Conditioned medium of mesenchymal stem cells pretreated with H2O2 promotes intestinal mucosal repair in acute experimental colitis // Scientific reports. 2022. 12(1). Article number 20772. DOI: 10.1038/s41598-022-24493-y.Liu P., XieXr., Wu H. et al. Conditioned medium of mesenchymal stem cells pretreated with H2O2 promotes intestinal mucosal repair in acute experimental colitis // Scientific reports. 2022. 12(1). Article number 20772. DOI: 10.1038/s41598-022-24493-y.Mahiddine FY, Kim JW, Qamar AY, Ra JC, Kim SH, Jung EJ, Kim MJ. Conditioned Medium from Canine Amniotic MembraneDerived Mesenchymal Stem Cells Improved Dog Sperm Post-Thaw Quality-Related Parameters. Animals (Basel). 2020 Oct 16;10 (10):1899. doi: 10.3390/ani10101899.Mahiddine FY, Kim JW, Qamar AY, Ra JC, Kim SH, Jung EJ, Kim MJ. Conditioned Medium from Canine Amniotic MembraneDerived Mesenchymal Stem Cells Improved Dog Sperm Post-Thaw Quality-Related Parameters. Animals (Basel). 2020 Oct 16;10 (10):1899. doi: 10.3390.Nguyen-Truong M, Hematti P, Wang Z. Current status of myocardial restoration via the paracrine function of mesenchymal stromal cells. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2021 Jul 1;321(1):H112-H127. doi: 10.1152/ajpheart.00217.2021. Epub 2021 Jun 4. PMID: 34085844.Nguyen-Truong M, Hematti P, Wang Z. Current status of myocardial restoration via the paracrine function of mesenchymal stromal cells. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2021 Jul 1;321(1):H112-H127. doi: 10.1152/ajpheart.00217.2021. Epub 2021 Jun 4. PMID: 34085844.R Ra K., Oh H.J., Kim G.A., Kang S.K., Ra J.C., Lee B.C. High Frequency of Intravenous Injection of Human Adipose Stem Cell Conditioned Medium Improved Embryo Development of Mice in Advanced Maternal Age through Antioxidant Effects // Animals. 2020. 10(6). Article number 978. DOI: 10.3390/ani10060978.R Ra K., Oh H.J., Kim G.A., Kang S.K., Ra J.C., Lee B.C. High Frequency of Intravenous Injection of Human Adipose Stem Cell Conditioned Medium Improved Embryo Development of Mice in Advanced Maternal Age through Antioxidant Effects // Animals. 2020. 10(6). Article number 978. DOI: 10.3390/ani10060978.Smolinská V, Boháč M, Danišovič Ľ. Current status of the applications of conditioned media derived from mesenchymal stem cells for regenerative medicine. Physiol Res. 2023 Oct 27;72(S3):S233-S245. doi: 10.33549/physiolres.935186. PMID: 37888967; PMCID: PMC10669946.Smolinská V, Boháč M, Danišovič Ľ. Current status of the applications of conditioned media derived from mesenchymal stem cells for regenerative medicine. Physiol Res. 2023 Oct 27;72(S3):S233-S245. doi: 10.33549/physiolres.935186. PMID: 37888967; PMCID: PMC10669946.Tian Z, Yu T, Liu J, Wang T, Higuchi A. Introduction to stem cells. Prog Mol Biol Transl Sci. 2023; 199:3-32. doi: 10.1016/bs.pmbts.2023.02.012. Epub 2023 Mar 15. PMID: 37678976.Tian Z, Yu T, Liu J, Wang T, Higuchi A. Introduction to stem cells. Prog Mol Biol Transl Sci. 2023; 199:3-32. doi: 10.1016/bs.pmbts.2023.02.012. Epub 2023 Mar 15. PMID: 37678976.Yuan Q.l., Zhang Y.g., Chen Q. Mesenchymal Stem Cell (MSC)-Derived Extracellular Vesicles: Potential Therapeutics as MSC Trophic Mediators in Regenerative Medicine // Anatomical Record. 2020. 303 (6). Pp 1735–1742. DOI: 10.1002/ar.24186.Yuan Q.l., Zhang Y.g., Chen Q. Mesenchymal Stem Cell (MSC)-Derived Extracellular Vesicles: Potential Therapeutics as MSC Trophic Mediators in Regenerative Medicine // Anatomical Record. 2020. 303 (6). Pp 1735–1742. DOI: 10.1002/ar.24186.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.